Modele elements finis du couplage tete humaine casque de protection et reconstruction numerique d'accidents

par BAYE MACODOU DIAW

Thèse de doctorat en Sciences médicales

Sous la direction de Rémy Willinger.

Soutenue en 1999

à Strasbourg 1 .

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  • Résumé

    Un modele elements finis de la tete humaine a ete developpe a partir d'une geometrie obtenue en digitalisant un crane d'adulte. Le milieu intracranien a ete simule avec une loi de comportement viscoelastique. Le crane a ete modelise avec des elements coques composites pour reproduire sa structure sandwich. Une loi de comportement elastique fragile a ete formulee pour modeliser la fracture de l'os cranien. La validation du modele repose sur la comparaison du comportement du modele avec des tests experimentaux d'impact issus de la litterature. Un modele elements finis d'un casque de protection integral a ensuite ete developpe. Les proprietes mecaniques ont ete definies a partir de tests experimentaux sur la coque et la coiffe. La coque en polycarbonate a ete modelisee par un materiau elastique lineaire tandis que la coiffe a ete simulee par une loi elastoplastique. L'ensemble du casque a finalement ete valide en situation de choc normatif. Enfin, les modeles de la tete et du casque ont ete couples pour simuler des accidents reels. La methode consiste a determiner le plus fidelement possible la cinematique et les conditions aux limites de la tete d'un sujet casque lors d'une collision, en s'aidant de la reconstruction experimentale de l'endommagement observes sur le casque. Les parametres cinematiques enregistres sont alors utilises pour asservir le modele elements finis de l'ensemble tete-casque. Le degre de severite du choc est evalue en superposant le champ de contraintes aux cartes de lesions issues des donnees d'autopsie ou cliniques. Ces simulations d'accidents nous ont permis d'avoir une premiere estimation des limites de tolerance de la matiere cerebrale en termes de pressions et de contraintes de cisaillement.

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Informations

  • Détails : 153 p.
  • Annexes : 105 ref.

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Blaise Pascal.
  • Disponible pour le PEB
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